Комбинированная гравитационно-флотационная технология обогащения техногенных россыпей золота

При извлечении золота из отходов промывки россыпей использован способ флотации, при котором для повышения содержания извлекаемого металла в операции основной флотации используют оборотный черновой концентрат. Причем флотацию выполняют смесью воздуха с горячим водяным паром. В условиях паровоздушной флотации в первый момент времени в результате конденсации пара давление в пузырьках падает и их размер уменьшается. При сжатии пузырька теплообмен между фазами ухудшается, и при минимальном размере пузырька массообмен прекращается, а температура и давление пара в пузырьке достигают своего максимума. С ростом размера пузырька перегретый пар становится насыщенным, и давление в пузырьке уменьшается, что ведет к возобновлению конденсации. Поверхность пузырька совершает затухающие колебания. При этом движение медленно развивающегося концентрационно-капиллярного потока Марангони к центру межфазной пленки не может компенсировать ее утончение встречным термокапиллярным потоком с большим потенциалом гидродинамической устойчивости от центра к периферии пленки. Полученные результаты флотации паровоздушной смесью могут быть интерпретированы в рамках этого механизма изменения устойчивости смачивающих пленок при фазовом переходе пар–жидкость. В работе проведены опытно-промышленные испытания гравитационной и гравитационно-флотационной технологий извлечения золота из его техногенной россыпи. Доказано, что основным эффектом от применения разработанной конфигурации схемы и режима флотации паровоздушной смесью является уменьшение выхода концентрата на ~25 % при сохранении достигнутого уровня извлечения и качества концентрата. При использовании комбинированной технологии добавленная стоимость товарной продукции обеспечивает повышение величины чистого дисконтированного дохода и индекса рентабельности инвестиций, а также снижение срока их окупаемости.

1. Литвинцев В.С. Состояние и проблемы освоения россыпных месторождений благородных металлов. Маркшейдерия и недропользование. 2019. No. 5. С. 10—13.

2. Ghaffari A., Farzanegan A. An investigation on laboratory Knelson concentrator separation performance: Pt. 1: Retained mass modeling. Miner. Eng. 2017. Vol. 112. P. 57—67.

3. Ghaffari A., Farzanegan A. An investigation on laboratory Knelson сoncentrator separation performance: Pt. 2: Two-component feed separation modeling. Miner. Eng. 2017. Vol. 112. P. 114—124.

4. Ghaffari A., Farzanegan A. An investigation on laboratory Knelson concentrator separation performance: Pt. 3: Multi-component feed separation modeling. Miner. Eng. 2018. Vol. 122. P. 185—194.

5. Евдокимов В.С., Евдокимов С.И. Применение несмешивающихся разноплотных магнитных жидкостей в качестве среды разделения при магнитожидкостной сепарации. Известия вузов. Цветная металлургия. 2017. No. 2. С. 4—12. DOI: 10.17073/0021-3438-2017-2-4-12.

6. Евдокимов С.И., Герасименко Т.Е. Выделение из продуктов обогащения росыпей шлихового золота методом магнитожидкостной сепарации. Известия вузов. Цветная металлургия. 2017. No. 5. С. 4—12. DOI: 10.17073/0021-3438-2017-5-4-12.

7. Паньшин А.М., Евдокимов С.И., Солоденко А.А. Минералургия. Т. 1. Золото: Теория и промысел. Владикавказ: ООО НПКП «МАВР», 2010.

8. Цыпин Е.Ф., Овчинникова Т.Ю., Ефремова Т.Ф. Эффективность применения рентгенофлуоресцентной сепарации для предварительной концентрации руд. Горн. инф.-анал. бюлл. 2020. No. 3-1. С. 431—442. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-31-0-431-442.

9. Farrokhpay S., Filippov L., Fornasiero D. Pre-concentration of nickel in laterite ores using physical separation. Miner. Eng. 2019. Vol. 141. Art. 105892.

10. Самыгин В.Д. Кинетика минерализации пузырьков с учетом отрыва частиц и времени всплывания. Известия вузов. Цветная металлургия. 2016. No. 3. С. 4—11. DOI: 10.17073/0021-3438-2016-3-4-11.

11. Петушков В.А., Мельситов А.Н. Двухфазное парожидкостное течение в переходных режимах. Математическое моделирование. 2003. Т. 15. No. 10. С. 109—128.

12. Тимофеев А.В., Стребнев Н.А. Трехмерное моделирование с помощью кода STAR-CD процессов локального кипения и конденсации теплоносителя в межтвэльном пространстве активной зоны реакторов ВВЭР. Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Обеспечение безопасности АЭС. 2012. No. 31. С. 31—41.

13. Лежнин С.И., Сорокин А.Л., Прибатурин Н.А. Эволюция давления и температуры при внезапном контакте холодной воды и насыщенного пара. Тр. Ин-та механики УНЦ РАН. 2007. Т. 5. С. 261—266.

14. Коновалов В.В., Любимова Т.П. Численное исследование влияния вибраций на взаимодействие в ансамбле газовых пузырьков и твердых частиц в жидкости. Вычислительная механика сплошных сред. 2019. Т. 12. No. 1. С. 48—56.

15. Lyubimov D.V., Klimenko L.S., Lyubimova T.P., Filippov L.O. The interaction of a rising bubble and a particle in oscillating fluid. J. Fluid Mechanics. 2016. Vol. 807. P. 205—220.

16. Mingalev S., Lyublmov D., Lyubimova T. Dynamics of particle confined between oscillating and fixed walls. Microgravity Sci. Technol. 2011. Vol. 23. No. 1. P. 99—103.

17. Dukhin S.S., Kovalchuk V.I., Gochev G.G., Lotfi M., Miller R., Krzan M., Malysa K. Dynamics of rear stagnant cap formation at the surface of spherical bubbles rising in surfactant solutions at large reynolds numbers under conditions of small Marangoni number and slow sorption kinetics. Adv. Colloid Interface Sci. 2015. Vol. 222. P. 260—274.

18. Gambaryan-Roisman T. Modulation of Marangoni convection in liquid films. Adv. Colloid Interface Sci. 2015. Vol. 222. P. 319—331.

19. Khafaji H.Q., Ekaid A.L., Terekhov V.I. Numerical study of direct evaporative air cooler forced laminar convection between parallel-plates channel with wetted walls. J. Eng. Thermophys. 2015. Vol. 24. No. 2. P. 113—122.

20. Albijanic B., Subasinghe G.K.N., Bradshaw D.J., Nguyen A.V. Influence of liberation on bubble-particle attachment time in f lotation. Miner. Eng. 2015. Vol. 74. P. 156—162.

21. Guo H., Kovscek A.R. Investigation of the effects of ions on short-range non-DLFO forces at the calcite/brine interface and implications for low salinity oil-recovery processes. J. Colloid Interface Sci. 2019. Vol. 552. P. 295—311.

22. Nikolov A., Wu P., Wasan D. Structure and stability of nanofluid films wetting solids: An overview. Adv. Colloid Interface Sci. 2019. Vol. 264. P. 1—10.

23. Эйзенберг Д., Кауцман В. Структура и свойства воды. Л.: Гидрометеоиздат, 1975.